引言

電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及電力系統(tǒng)許多方面的綜合性問題,它與系統(tǒng)的供電可靠性、電力系統(tǒng)過電壓與絕緣配合、繼電保護(hù)、通信信號系統(tǒng)的干擾、電氣安全以及接地裝置等有密切的關(guān)系。中性點(diǎn)接地的主要目的是限制單相接地故障電流。中性點(diǎn)的接地方式、設(shè)備選擇應(yīng)綜合考慮中性點(diǎn)的絕緣水平、保護(hù)裝置配合及過電壓防護(hù)措施,以便將接地電流限制在可接受的范圍之內(nèi)。

我國220kV及以上電壓等級系統(tǒng)的中性點(diǎn)絕大部分采用中性點(diǎn)直接接地、經(jīng)小電抗接地或經(jīng)小電抗和隔直裝置接地。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí),中性點(diǎn)接地裝置會(huì)流過故障電流,且《中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力安全工作規(guī)程》規(guī)定:"運(yùn)行中的星形接線設(shè)備的中性點(diǎn),應(yīng)視為帶電設(shè)備。"因此,對于直接接地的中性點(diǎn),必須保證接地可靠,同時(shí)在設(shè)計(jì)、建設(shè)過程中,應(yīng)避免人員誤碰到運(yùn)行中的中性點(diǎn),以免帶來安全隱患。本文結(jié)合某500kV變電站在設(shè)備驗(yàn)收過程中發(fā)現(xiàn)的主變中性點(diǎn)直流CT分流問題,分析直流CT分流的危害,并提出相應(yīng)的整改方案,為解決同類問題提供參考。

1主變中性點(diǎn)直流CT分流問題概述

某500kV變電站#3、#4變壓器為自耦變壓器,接線組別為YNa0D11:中性點(diǎn)經(jīng)小電抗及電容隔直裝置接地,#3主變接地如圖1所示。正常運(yùn)行時(shí),53GZ刀閘在合上位置,53DK7地刀、53000地刀在斷開位置。當(dāng)隔直裝置退出時(shí),需合上53DK7地刀、53000地刀,斷開53GZ刀閘,主變中性點(diǎn)直接接地,中性點(diǎn)直流CT與53000地刀串聯(lián),測量主變中性點(diǎn)直流電流。

2016年11月,運(yùn)行人員在驗(yàn)收53000和54000地刀及直流CT時(shí),發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場施工中直流CT存在多點(diǎn)分流問題,導(dǎo)致直流CT不能準(zhǔn)確反映主變中性點(diǎn)的直流電流。某變電主變投產(chǎn)在即,現(xiàn)決定針對現(xiàn)場情況,提出解決問題的可行方案。

2主變中性點(diǎn)直流CT分流問題分析

某變電站主變中性點(diǎn)53000、54000地刀生產(chǎn)廠家為江蘇省如高高壓電器有限公司,型號為Jw10-40.5。接地開關(guān)由基座、支柱絕緣子、出線座及觸頭等部分組成,靜觸頭、絕緣子垂直安裝在基座上,地刀合上時(shí)動(dòng)觸頭與絕緣子平行,分閘時(shí)與絕緣子垂直。運(yùn)行人員驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)該地刀的底座與刀閘支柱及動(dòng)觸頭直接相連,而中性點(diǎn)直流CT串接于由刀閘底座直接引出的扁鋼上,運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)電流流過刀閘底座后可通過3條支路流入大地,如圖2所示。

支路1:經(jīng)過直流CT后流入大地:支路2:經(jīng)過刀閘支柱流入大地:支路3:經(jīng)過地刀連桿及地刀機(jī)構(gòu)箱流入大地。因此,流經(jīng)直流CT的中性點(diǎn)電流被支路2和支路3分流,正常運(yùn)行時(shí)存在以下問題:

(1)主變中性點(diǎn)電流通過3條支路流入大地,流過直流CT的電流僅為總電流的一部分,因此直流CT測量的電流不能反映總的中性點(diǎn)電流,給設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行埋下隱患:

(2)刀閘機(jī)構(gòu)箱直接與主變中性點(diǎn)相連,運(yùn)行人員在操作、維護(hù)設(shè)備時(shí)均會(huì)觸碰到刀閘機(jī)構(gòu)箱:而《中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力安全工作規(guī)程》規(guī)定:"運(yùn)行中的星形接線設(shè)備的中性點(diǎn),應(yīng)視為帶電設(shè)備。"因此,設(shè)備運(yùn)維人員在操作或維護(hù)設(shè)備時(shí)存在觸電風(fēng)險(xiǎn)。

3主變中性點(diǎn)直流CT分流問題的處理方案

由上述分析可知,該種結(jié)構(gòu)的接地刀閘存在較嚴(yán)重的缺陷,實(shí)際使用時(shí)帶來安全隱患,而且不符合相關(guān)規(guī)程規(guī)定。但由于刀閘已經(jīng)安裝完成,難以更換其他結(jié)構(gòu)的刀閘,設(shè)計(jì)單位根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況,提出了方案一,即通過在現(xiàn)有刀閘的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),解決直流CT分流問題。

3.1方案一

(1)采用絕緣橡膠墊將地刀底座和支柱隔離,并在螺栓外套PVC管防止通過螺栓接通(隔斷支路2):

(2)采用絕緣橡膠墊將機(jī)構(gòu)箱和支柱隔離,并用一根銅辮將地刀機(jī)構(gòu)箱與直流CT地刀端相連(將支路3的電流匯集于支路1)。

根據(jù)以上分析可知,方案一通過加絕緣墊片的方法,隔斷支路2的電流,并將支路3的電流匯集于支路1,這樣有效解決了問題1,即變更后直流CT能夠測量總的中性點(diǎn)電流:但地刀機(jī)構(gòu)連桿仍與主變中性點(diǎn)直接相連,因此問題2依然存在,刀閘機(jī)構(gòu)箱仍然與設(shè)備的中性點(diǎn)直接相連,而且機(jī)構(gòu)箱和構(gòu)架連接是柔性連接,直接影響機(jī)構(gòu)箱和傳動(dòng)桿的連接,長期運(yùn)行,會(huì)對刀閘的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

3.2方案二

針對實(shí)際存在的問題,通過對該種刀閘結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,提出了方案二:用絕緣橡膠圈套在地刀動(dòng)觸頭下端,將地刀動(dòng)觸頭與地刀底座隔離,然后用軟銅線將地刀動(dòng)觸頭與連接直流CT的扁鋼直接相連,如圖3所示。

圖3 地刀動(dòng)觸頭下端和地刀底座抱箍隔離

將地刀動(dòng)觸頭與地刀底座隔離后,接地電流只能通過刀閘靜觸頭、軟銅線、直流CT的接地扁鋼流入大地,既解決了直流CT的分流問題,同時(shí)又將刀閘機(jī)構(gòu)箱等設(shè)備與主變中性點(diǎn)隔離,消除了安全隱患。該方案改動(dòng)的工作量小、操作簡單,完全消除了影響設(shè)備及人身安全的不利因素。

4結(jié)語

本文根據(jù)現(xiàn)場驗(yàn)收發(fā)現(xiàn)的主變直流CT分流問題,分析了該問題的危害,并針對設(shè)計(jì)單位提供的修改方案所存在的問題,最終依據(jù)刀閘的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了新的可行方案,消除了安全隱患,完全解決了直流CT分流問題。同時(shí),建議設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí),選擇結(jié)構(gòu)上不會(huì)造成分流的設(shè)備。